定向井计算公式
一井定向公式
一井定向公式
一井定向（single shaft orientation）是在一个竖井进行的竖井定向测量。
以下是有关一井定向公式的相关介绍：
1. 竖井定向测量的概念：
竖井定向测量是通过在竖井中悬挂重锤，使其与地面测量基准点连接，从而确定井下导线点的坐标和方位角的高程测量方法。
2. 一井定向公式：
一井定向公式是用于计算井下导线点坐标和方位角的公式。
它基于地面测量基准点和竖井中悬挂重锤的位置数据，通过数学模型和算法计算出井下导线点的位置信息。
3. 一井定向公式的应用：
一井定向公式广泛应用于矿山、隧道、地铁等地下工程中，用于确定井下导线点的坐标和方位角，为矿山的开采、隧道施工、地铁建设等提供精确的测量数据支持。
需要注意的是，具体的公式会因测量方法、计算方法和数据精度而有所差异，具体的计算和应用需要参考相关技术规范和标准。
定向井井身轨迹计算公式
定向井井身轨迹计算公式井身轨迹计算公式通常基于方位角和倾角的变化，通过测量这两个参数并施加合适的计算方法，从而获得井身轨迹的实时数据。
以下为常见的井身轨迹计算公式的详细介绍。
1.一般井身轨迹计算公式：在一般情况下，井身轨迹可以通过使用方位角（Azimuth）和倾角（Inclination）来计算。
方位角是井身相对于参考轴线的平面角度，倾角是井身相对于参考轴线的垂直角度。
（1）水平井身轨迹计算公式：对于水平井身，方向角为固定值0度，而倾角根据测量得到。
根据勾股定理的公式，可重写为：X=COS(倾角)*MDY=SIN(倾角)*MDZ=0其中，X、Y、Z分别是井身在三维空间坐标系中的X、Y、Z轴坐标，MD为测量的累计测深或测距。
（2）非水平井身轨迹计算公式：对于非水平井身，方向角和倾角都是动态变化的。
根据测量得到的方向角和倾角，可以使用三角函数计算井身在三维空间中的坐标位置。
X=COS(方位角)*COS(倾角)*MDY=SIN(方位角)*COS(倾角)*MDZ=SIN(倾角)*MD其中，X、Y、Z分别是井身在三维空间坐标系中的X、Y、Z轴坐标，MD为测量的累计测深或测距。
2.井身轨迹计算方法：井身轨迹的计算方法有很多，以下是其中两种常见的方法：（1）正演计算法：正演计算法是一种基于初始位置和起始方向进行连续迭代计算的方法，通过在每个测深点处使用三角函数和向量运算，根据方向角和倾角计算后面的点的位置。
这种方法适用于复杂的三维轨迹计算。
（2）逆演计算法：逆演计算法是一种从目标位置逆向计算的方法，它通过目标位置和方向，以及前一个点的位置和方向，通过反向的三角函数和向量运算计算前一个点的位置。
这种方法适用于实时测量和校正井身轨迹。
3.计算误差和改进方法：根据测量过程和仪器的精度，井身轨迹计算可能会引入误差。
为了减小误差，可以采用以下方法：（1）校正误差：在测量过程中，根据测量仪器的精度和标定，进行误差校正和修正。
定向井轨迹控制办法
定向井轨迹控制实施办法一、定向井技术规程1．定向井施工钻机，应按如下公式选择钻机类型，钻机原有能力=井深（斜深）×（1+井斜角/100），以确保安全运行。
2．定向井施工前，必须作出详细的剖面设计，定向段造斜率按3.6°/30米，复合钻近增斜段按4°/100米，最大井斜与原设计最大井斜相符。
7．井斜超过40度，或位移超过500米的井段，钻具在井下静止时间不得超过2分钟。
8．井下钻具的摩阻，应控制在钻机允许范围之内，对大斜度、大位移井特须注意观测，必要时采取各种措施降低摩阻，如加减阻剂等。
9．当定向井位于井位密集的油区或在井的设计方向有一至数口已钻井时，为避免新老井眼相碰，必须参考老井有关资料，作出合理的井深设计；施工中运用防碰技术，严密监视及控制井眼发展趋势，两井轨迹的最小距离不得小于5米。
10．要求定向井各项技术资料及施工记录齐全、准确、及时、并充分利用已有资料进行分析，以提高定向中靶率和降低综合成本。
二、定向井安全施工规定（一）井身轨迹控制1．严格按设计施工。
井身轨迹尽可能接近设计的井身轴线，保持井身轨迹圆滑。
造斜点、最大井斜角均不得随意更改。
定向前直井段之井斜角控制在1°/1000米以内。
2．严格控制全角变化率12°～13°/100米。
一般情况下使用1°单弯螺杆定向。
（二）泥浆1．固控设备必须全功能运转，使用率不低于95%。
泥浆密度1.20以下固含10%，1.60固含25%，含砂量小于0.3%。
2．泥浆要有良好的润滑性，对其润滑性要定深化验。
定向前化验一次，定向后200米或每天化验一次。
泥浆摩阻系数符合设计要求。
3．为了保持良好的润滑性，泥浆中必须加入足量的润滑剂或混入原油。
加润滑剂和混原油可交替使用。
（三、）钻具管理1．入井钻具应有记录，并打钢印号、丈量内外径及长度，计算准确，确保井深无误，为施工提供数据。
2．为保证井下安全，钻具结构要简化。
定向井测斜计算
当ρc>900且ρc<2700时，
, c
tg1stignc01800
当
, c
>900时，
, c
c,
3600
第二十七页，共58页。
第二十二页，共58页。
先处理特殊情况：当出现 如下三种特殊情况时，
– 1. Δφ=0且Δα≠0； – 2. α 1=0且α2 ≠0 ； – 3. α 2=0且α1 ≠0 ；
使用如下计算公式：
c
1 2
(1 2)
或
c 2
c 1
进行L,上述2 计 L 算s之i后 n2 ，在按下述13，
14，15，16四式完成全部计算。
sixn xx3x5x7x9…… 3 ! 5 ! 7 ! 9 !
此级数收敛很快，可近似取前两项，即：
sixnxx3xx3 3! 6
将此式代入到圆柱螺线法的计算公式中，可得：
2
sin (1 ) 2 2 24
si n(12)
2 2 24
第十八页，共58页。
将此二式代入到圆柱螺线法公式中，可得：
D(1 2 24 )Lco cs S(1 2 24 )Lsin c
对测斜计算数据的规定： – 1. 测点编号：自上而下，第一个井斜角不 为
零的测点为第1 测点，i=1,2,3, 至n
– 2. 测段编号：自上而下编号，第i-1个测点 与第i 个测点之间所夹的测段为第i 个测段
– 3. 第1测段,应该是第0测点和第1测点之间的 测段．
– 4. 第０测点：没有连接点时，要规定第０测
– 圆柱螺线的水平投影图乃是圆弧， 垂直剖面图也正好是圆弧。这样 就与曲率半径法推导公式的假设 条件完全相同
– 由于圆柱螺线法概念清晰、明确， 而且推导出的公式的表达形式也 比较好。
定向井剖面设计计算
2D "S L A N T " T Y P E已知条件，如图。
1．目标垂深：AB 。
2．目标位移：BT 。
3．造斜点深：AK 。
4．造斜率：B(B 度/30)。
则造斜阶段的曲率半径R 为:π18030⨯=B R1． 解析法：在三角形∆CBT 中，令：H O ＝AB －AK ，则：由此式变换得：在定向井的具体条件下，上式根号前的符号应取负号，于是得：2.作图法：1．选择合适的比例，作AB ＝目标垂深，；BT ＝目标位移；并找到造斜点K ； 2．过K 点作AB 的垂线KO 1，截KO 1＝R ，并以R 为半径以O 1为圆心划弧KJ ；3．连接O 1T ，并以O 1T 为直径划弧交于KJ 弧于E 点；连接ET 即可。
)2()(H H I tg R AK AB BTCBBT I tg ⨯--==)2()(H O H I tg R H BTI tg ⨯-=)2(2)2()2(2=+⨯⨯-⨯-⨯BT I tg H I tg BT R H O H BTR BT BT R H H I tg O O H ⨯⨯+⨯⨯-±=22)2(22BTR BT BT R H H I tg O O H -⨯+⨯⨯--=22)2(22)22(2221BTR BT BT R H H tgI O O H -⨯+⨯⨯--⨯=-2D双增剖面(双增水平井剖面)已知条件：入口点垂深：A B；入口点位移：B T；入口点井斜角：I；水平井段长度：T F；造斜深度：A K；第一造斜率：B1(B1︒/30)；第二造斜率：B2(B2︒/30)；则：造斜曲率半径R 1＝(30/B 1)∙(180/π)；R 2＝(30/B 2)∙(180/π)。
1．解析法：根据所给定向井的条件，未知的是E 和S 点的位置，E 点的位置取决于稳斜井段的井斜角I h ，S 点的位置则取决于E 点的位置及稳斜井段的长度E S 。
因此，该剖面的计算的重要计算在于求得稳斜井段的长度E S 和稳斜井段的角度I h 。
定向井地层倾角计算公式
定向井地层倾角计算公式定向井是指在钻井过程中，通过一定的技术手段使井眼偏离垂直方向，以达到特定的目的。
在实际的钻井作业中，地层倾角是一个非常重要的参数，它对于井眼的定向设计和钻井作业具有重要的指导意义。
因此，准确地计算地层倾角对于钻井工程来说是非常重要的。
地层倾角是指地层与水平面的夹角，它是通过测量井眼轨迹中的倾角数据来计算得到的。
地层倾角的计算可以使用不同的方法，其中最常用的是通过测量井眼轨迹中的倾角数据来计算。
在实际的钻井作业中，通常使用测斜仪或者惯性导航系统来获取井眼轨迹数据，然后通过这些数据来计算地层倾角。
地层倾角的计算公式可以通过几何方法来推导得到。
假设井眼轨迹是一条曲线，我们可以将其分解为许多小段，然后计算每个小段的倾角，最后将所有小段的倾角加起来就可以得到整个井眼轨迹的倾角。
具体的计算公式如下：假设井眼轨迹可以分解为n段小段，每段的长度分别为L1，L2，...，Ln，倾角分别为α1，α2，...，αn，那么整个井眼轨迹的倾角可以表示为：倾角 = arctan(Σ(Li sin(αi)) / Σ(Li cos(αi)))。
其中arctan表示反正切函数，Li表示第i段小段的长度，αi表示第i段小段的倾角。
通过这个公式，我们可以根据井眼轨迹的倾角数据来计算地层的倾角。
在实际的钻井作业中，地层倾角的计算通常是由计算机程序来完成的。
钻井工程师只需要将测得的井眼轨迹数据输入到计算机程序中，程序就可以自动地计算出地层的倾角。
这样不仅可以提高计算的精度，还可以节省大量的人力和时间成本。
除了使用测斜仪或者惯性导航系统来测量井眼轨迹数据外，还可以使用地震勘探技术来获取地层倾角数据。
地震勘探技术通过地震波在地下的传播来获取地层的信息，包括地层的倾角。
通过地震勘探技术获取的地层倾角数据可以作为井眼轨迹数据的补充，从而提高地层倾角的计算精度。
在实际的钻井作业中，地层倾角的计算是非常重要的。
只有准确地计算出地层的倾角，才能够对井眼的定向设计和钻井作业进行合理的安排和调整。
定向井施工中常用计算方法
定向井施工中常用计算方法一、方位角计算在定向井施工中，方位角是指井眼对准目标方向所需要的角度。
1.使用正弦定理计算方位角：若知道当前位置与下一目标位置的距离d，当前方位角Φ和井斜角I，以及投影角度A，可以使用正弦定理计算出目标方位角B。
B = Φ - arcsin(sin(A) * sin(I) / sin(d))二、井斜角计算在定向井施工中，井斜角是指井斜的角度。
1.使用三角函数计算井斜角：若知道当前位置与下一目标位置的距离d和目标方位角B，可以使用三角函数计算出井斜角I。
I = arcsin(sin(B - Φ) * sin(d))三、井斜距计算在定向井施工中，井斜距是指井眼移动的水平距离。
1.使用三角函数计算井斜距：若知道井斜角I和距离d，可以使用三角函数计算出井斜距T。
T = d * cos(I)四、投影距离计算在定向井施工中，投影距离是指井眼投射到垂直平面的水平距离。
1.使用三角函数计算投影距离：若知道井斜角I和距离d，可以使用三角函数计算出投影距离H。
H = d * sin(I)五、井身长度计算在定向井施工中，井身长度是指井身的长度。
1.使用勾股定理计算井身长度：若知道井斜距T、投影距离H和当前深度d，可以使用勾股定理计算出井身长度L。
L = sqrt(H² + T²) + d综上所述，定向井施工中常用的计算方法包括方位角计算、井斜角计算、井斜距计算、投影距离计算和井身长度计算等。
这些计算方法可以帮助工程师在实际施工中准确地控制井眼的方向和位置，保证井眼穿越目标地层，并实现成功的定向井施工。
定向井基础知识
垂直井深（TVD）H：井口至井眼某点的垂直距离
测量井深 （MD）L 垂直井深 （TVD）H
井身轨迹某点水平投影
方位角φ
正北方向
井斜角α
井斜角α ：井身轨迹某点切线与铅垂线的夹角 方位角φ ：井身轨迹某点水平投影的切线与正北方向的夹角
铅垂线
井斜变化率Kα ：单位井段的井斜变化
O
2、水平投影面
井深轨迹在水平面上的投影。该平面能表示井眼个点的方位角φ 和水平位移S。
A’
定向井概念：
最大井斜角：有2种含义
• • 对于已完成的井眼，全井中井斜角最大的值； 对于定向井设计中，增斜段终点处的井斜角值；
造斜点增Βιβλιοθήκη 段KOP最大井斜角 降斜段
造斜点（ KOP ）： 造斜率：表示造斜工具的造斜能力，常用KZ表示，其值等于用该造斜工 具所钻出井段的井眼曲率，但不等于井斜变化率。 增斜段： 稳斜段： 降斜段： 目标点（靶点）： 靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离目标点的水平面距离，成为靶区半径。
测量井深 （MD）LB
A
方位变化率Kφ ：单位井段的方位变化
正北方向 正北方向
αA
铅垂线
A B
井身轨迹某点水平投影
B
αB
铅垂线
N
A点的水平位移：SA 闭合方位角φ E A E（完井井底）
水平位移S：井身轨迹某点与井口位置的水平距离
闭合距离SE：完井井底水平位移 闭合方位角φ E ：闭合距离与正北方向的夹角
稳斜段
实钻轨迹 设计轨道 靶区半径 中靶点
靶区：
靶心距：靶区平面上，中靶点与目标点之间的距离。
t
R
靶区